互联网与工业融合创新蓝皮书(2015).

“互联网+中国制造”的新图景互联网与工业融合创新蓝皮书2015(中国互联网和工业融合创新的全景展现中国互联网与工业融合创新联盟2015年5月1版权声明本蓝皮书版权属于中国互联网与工业融合创新联盟,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本蓝皮书文字或者观点的,应注明“来源:中国互联网与工业融合创新联盟”。违反上述声明者,将追究其相关法律责任。1前言互联网与工业融合是新一轮科技革命与产业变革的核心特征,也是中国把握变革契机、抢占国际竞争制高点的优势领域。加快促进互联网与工业更广、更深、更快地融合创新,对驱动工业数字化网络化智能化发展、激发万众智慧助力新型工业化建设具有重要的现实意义,也是贯彻落实国家“互联网+”行动计划的具体体现。经多年发展,中国已具备全面推进互联网与工业融合创新的坚实基础,工业产值规模全球第一,正加快转型升级与结构调整,迈向制造强国;互联网用户数量和网络接入能力全球第一,多家互联网企业全球影响力突出。尤其是近年来,随着信息化和工业化深度融合步入“互联网+工业”时代,中国的工业企业、互联网企业以及相关服务企业积极探索实践,互联网与工业融合型新技术、新产品、新业态和新模式不断涌现,推动工业转型升级、开辟互联网发展新空间,中国也成为全球新一轮科技革命与产业变革的重要一极。作为致力于推动中国互联网与工业融合发展的行业组织,由中国信息通信研究院执笔,在各成员单位的支持协助下,中国互联网与工业融合创新联盟组织编写了《“互联网+中国制造”的新图景(互联网与工业融合创新蓝皮书2015》,旨在系统总结产业界创新实践,全方位展现中国互联网和工业融合创新的时代图景,为各级政府制定相关规划、政策提供帮助,为产业界深入探索并应用互联网与工业融合新业态新模式提供借鉴。中国互联网与工业融合创新联盟2目录一、互联网与工业融合创新的时代背景(1(一ICT服务工业发展的历史延续(1(二跨领域多技术融合的创新实践(2(三工业发展方式转变的内在要求(3(四各国因应产业变革的普遍选择(3二、中国互联网与工业融合创新的主要特点(4(一工业界和互联网界路径选择各有侧重(4(二用户贴近和分工开放程度决定融合水平(6(三新型研发组织方式集聚众智提升效率(7(四创新制造模式助力网络化智能化生产(9(五协同式供应链促进各环节高效无缝对接(11(六需求端泛在连接实现全流程用户参与(13(七融合型服务延伸企业价值创造链条(16三、中国互联网与工业融合创新的生态体系(19(一新融合主体:形成引领创新三大阵营(19(二新服务业态:催生跨界融合新兴市场(22(三新智能产品:打造产品增值重要载体(24(四新网络架构:构筑产业变革实现基础(26(五新行业平台:联接各方实现协作共赢(27四、中国互联网与工业融合创新的未来展望(28(一政府指引:强化战略引导,营造制度环境(283(二企业主导:把握融合态势,确定转型策略(30(三行业助推:打造跨界平台,促进协同发展(31一、互联网与工业融合创新的时代背景金融危机以来,发达国家纷纷提出重振实体经济或“再工业化”,以塑造经济增长新动力。与此同时,移动互联网、物联网、云计算、大数据等新兴互联网技术快速创新,进入集成突破新阶段,并加速向工业领域融合渗透。在新需求和新技术的共同驱动下,以互联网与工业融合创新为核心特征的新一轮产业变革悄然来临。(一ICT服务工业发展的历史延续现代工业的演进史,就是信息通信技术(ICT与工业不断融合的发展史,互联网与工业融合创新则是当前ICT助力工业发展的时代新特征上世纪五十年代开始,计算机技术被引入制造领域催生了数控系统、工业机器人、PLC等一系列现代制造业关键设备。七十年代起,软件工程、图形图像、数据库等技术兴起成熟,CAD进入商用,制造业逐步进入计算机集成制造阶段。九十年代,互联网开始商用、桌面操作系统快速发展、商用软件极大丰富,ERP、MES、PLM等专业系统投入应用,制造企业生产管控和组织管理能力全面提升。今天,互联网已成为ICT的突出代表,向工业研发生产、组织管理、流通交易、产品服务等各环节加速渗透,驱动新产品、新模式、新业态不断涌现,ICT在工业中的作用从过去的单点应用、环节集成发展为全面融合,为工业发展赋予了智能化、网络化、个性化、服务化、绿色化的新特征,推动进入互联网与工业融合的新阶段。1(二跨领域多技术融合的创新实践互联网与工业融合,本质是移动互联网、物联网、云计算、大数据等ICT创新成果,与工业新材料、新工艺、新能源、先进制造等跨界融合,并在工业各领域、各环节深度应用,集中体现在四个方面。第一,设备层面,智能技术实现生产设备高度智能化。借助现代传感技术,生产设备可广泛感知自身及环境状态,为自诊断与自适应奠定基础;嵌入式计算和人工智能的进一步发展,使设备端机器学习等成为可能;通过人机交互技术,决策者与设备间交互更加深入便捷,可以开展自组织生产等高度智能化生产模式。第二,网络层面,基于工业互联网实现产品全生命周期的信息传送和交互。由传感网络、工控网络、宽带互联网等构成的工业互联网网,通过M2M等技术实现制造资源、人、产品之间的无缝联接和信息共享,进而支撑企业内部、企业间、企业与用户之间更高层级、更广范围、更深程度的协作优化。第三,平台层面,云平台实现全流程信息汇聚和智能处理。由高性能处理单元、分布式存储单元和云操作系统等组成的云平台,具备明显的弹性优势和成本优势,可为生产全过程的海量信息提供存储和处理能力;为服务于不同环节的企业信息系统、工业APP等提供统一的集成平台,实现对生产能力的定制化配置及高效协同。第四,应用层面,大数据实现全局性科学决策和端到端运营优化。针对从制造企业汇集的海量数据,运用大数据分析,与工程技术和管理科学相结合,可构建出基于生产线工作过程的状态模型、基于历史工程案例的知识经验模型、基于产业发展趋势的规划模型等,并通过工业APP反馈回相应的环节和流程,最终为企业精细管理、精益制造、精准营销、精确规划等提供支撑服务。(三工业发展方式转变的内在要求金融危机以来,全球经济复苏艰难,亟需形成新的经济增长点,以工业为代表的实体经济成为关键领域。然而,工业发展面临多重挑战,资源能源短缺日益严峻,延续过去扩张型工业化模式已不可行;随着消费结构升级,消费者产品需求开始趋向个性化、多样化、服务化,对原有规模化、标准化生产模式产生新要求。加快形成智能、绿色、可持续的发展新方式,走环境友好、创新驱动、高效灵活的新型工业发展之路成为必然选择。当前,互联网与传统产业深度渗透,与新材料、新能源、生物医药等新兴产业交叉融合,推动工业智能化、网络化、服务化发展,成为实现工业新增长和新变革的主要方向。中国经济发展已进入以“中高速、优结构、新动力、多挑战”为特点的新常态。“产业规模第一、门类最为齐全”既是中国工业的优势,也使全球普遍面临的资源环境问题在中国更为严峻,走新型工业化道路的需求也更为迫切。同时中国互联网应用优势明显、产业实力不断增强,四家企业位居全球市值前十,基于本土应用的创新活跃,更与各行业各领域加速融合并向生产性互联网转变。推动互联网与工业融合创新,形成多重优势叠加,驱动工业数字化网络化智能化发展,是中国走新型工业化道路、建设制造强国和网络强国的必由之路。(四各国因应产业变革的普遍选择以互联网融合创新引领未来制造业发展取得广泛共识,以美、德为代表的发达国家政府和产业界高度重视。美国发布了先进制造战略(工业互联网是其重要组成部分、德国推出了工业4.0战略,二者均将融合创新作为基础要素和关键环节,加紧整合固有的信息通信技术优势和制造业优势,部署推进技术研发与产业化应用,着力塑造新一轮产业变革中的技术和市场优势。政府和业界正携手推动以互联网为代表的新一代信息技术与先进制造业融合发展,美国与德国均采取构建创新平台和推动标准制订等多种举措提供保障。如德国工业4.0围绕“政府管理-中介机构-公立研究-经济界研发活动”四个层级形成创新研发机构,通过行业协会加快制定工业4.0标准化路线图。美国打造国家创新网络,国家标准研究院与五大企业主导工业互联网标准建立。融合发展在产业界也已取得进展。自提出工业互联网概念以来,通用电气(GE围绕资产优化和运营优化的实现,推出了若干款工业互联网应用,在能源、航空、医疗等多个领域落地实施。德国工业4.0实践也初见成效,如德国安贝格电子工厂在虚拟环境中仿真产品研发和生产,既实现了产品跨行业的多样化,也提升了生产效率和质量。二、中国互联网与工业融合创新的主要特点互联网与工业融合在中国已有丰富实践,从下游到上游、从消费到生产、从外围到核心,互联网与工业融合沿价值链逆向渗透,距离消费者越近的环节,互联网融合程度越深;开放水平越高的环节,互联网创新越活跃。互联网正深刻改变工业发展方式,驱动工业数字化、网络化、智能化和服务化发展,催生多种新模式新业态。(一工业界和互联网界路径选择各有侧重在中国,工业企业和互联网企业正结合自身产业特点,沿不同路径探索相互融合。工业界现阶段重心在于工业生产的价值挖潜。消费品工业侧重于市场需求的深度发掘,着力点放在以更好满足用户需求来实现产品增值,精准营销、大规模个性化定制等均属此类。装备制造业单件产品价格高、使用周期长,侧重于通过产品服务化实现增值,一些工程机械企业开展的远程运维服务都属于此类。此外,工业企业也积极利用大数据等新手段,整合分析涵盖产品全生命周期的海量数据,并反馈至研发、制造等环节乃至上下游企业,形成全周期、全流程甚至是全产业链的运行优化与价值提升。互联网具备扁平化、规模化、便捷化、集聚化、普惠化等特征,连接海量消费者是其独特优势,互联网企业也更多从贴近消费端的营销等环节切入,代表性的是基于各类平台的精准营销、市场分析等服务。随着互联网连接向产业链各类企业延伸,互联网企业逐渐向协同设计、供应链优化等环节渗透,在数据共享、供应链服务、营销帮助、融资支持等方面服务制造业发展。在这一过程中,互联网逐渐由价值传递渠道向价值增值平台转变。互联网与工业最初融合于营销、交易环节,产品价值在交易双方进行简单传递、交换和转移,此时互联网仅作为单一环节的价值传递渠道。随着融合向研发、制造、服务等价值增值环节扩散,带来各环节效率的提高特别是环节间互动、集成、协作的加强,实现价值链的重构与提升,为工业企业创造更大的价值拓展空间,互联网也从单纯的价值传递渠道演变为与用户、协作环节和生产资源紧密互动实现价值创造和增值的核心平台。(二用户贴近和分工开放程度决定融合水平距离最终用户越近的行业越早发生变革。互联网沿产业链从最接近消费者的消费品行业向上游装备、原材料等行业延伸,越靠近最终用户的行业越早发生变革,变革的领域和环节越多。手机、家电、服装等个性需求较强的消费品企业已率先向互联网转型,代表性的如规模化个性定制模式已被广泛运用;受消费品生产模式变化影响,装备制造业需要提供支撑柔性制造、按需制造等的装备,发展智能装备的市场需求逐渐增强;距离消费者相对较远的上游原材料行业,一些大型骨干企业信息化水平较高,侧重于依托互联网技术和网络提供精准供应链服务、生产监控和节能减排。开放程度越高的环节与互联网融合越紧密。互联网正加速从营销、服务等环节向研发、制造、加工等延展,开放程度越高、与用户互动越多的环节融合变革越明显:采购、营销等开放度较高的环节,更易与互联网融合;继而是开放程度次之的服务和研发环节,如远程控制与服务、众包设计等也已在一定范围内推广;目前相对封闭的制造环节,在生产的组织实施和制造能力整合等方面也在逐渐受到互联网影响。随着互联网对各环节逐层渗透,将最终打通生产运营全过程,彻底改变现有生产范式。(三新型研发组织方式集聚众智提升效率协同设计、众包、虚拟仿真等新研发模式应用日益广泛,为传统企业高效、便捷、低成本的技术创新开辟新渠道,研发环节也成为营销之后与互联网融合的新热点。1、云平台实现研发设计全球协同受空间、资源等限制,传统企业研发设计环节主要在企业内部完成。云平台则可以为企业提供开放的协同服务,设计人员可通过共享平台,查看和利用云端设计资源和软件,实现企业